机械设计与制造专业毕业论文--中央空调管道清洁机器人的设计.docVIP

摘 要 随着经济发展，人们的身心健康越来越受到重视。而污染的中央空调日益成为危及人们身心的祸害根源。因此，中央空调尤其是中央空调管道的检测与清洗越来越受到社会的重视。 本文首先阐述了中央空调管道清洗的背景与现状，结合国内外中央空调清洁机器人的发展，阐明了本课题的研究背景和意义，简述了本文的组织形式和研究内容。然后重点介绍了中央空调清洁机器人行走机构、清扫机构和监视控制系统三大结构的设计与实现过程。同时，针对中央空调清洁机器人清扫中央空调管道时存在的难点，本文深入探讨了机器人转弯与安全行走的原理。 最后，本文对主要工作和研究内容进行了总结，并对今后的研究方向做出了展望。 关键字： 中央空调，机器人，旋转刷，电动机 目　录 中央空调管道清洁机器人的设计 I 摘 要 I 第一章 前 言 1 1.1课题的背景与意义 1 1.2机器人的发展现状及趋势 1 1.2.1国内领先水平的管道清洁机器人 2 1.2.2中央空调管道清洁机器人发展趋势 3 1.3本课题的设计任务 3 第二章 中央空调管道机器人系统设计 5 2.1工作原理及组成 5 2.2机器人设计原则 6 2.3 整体方案选择 7 第三章 行走机构设计 9 3.1机器人驱动机构 9 3.1.1电机的选择 9 3.1.2传动齿轮的设计 10 3.1.3传动轴的设计 15 3.2导向轮系统 18 3.2.1导向轮系统原理 18 3.2.2电机的选取 18 3.2.3传动带的选择 19 3.2.4导向轮的设计 21 第四章 清扫机构 - 24 - 4.1清扫方案确定 - 24 - 4.2旋转刷系统主要构件 - 25 - 4.3构件的选择 - 25 - 4.3.1气动马达的选择 - 25 - 4.3.2旋转刷的设计 - 27 - 第五章 监视控制系统 - 28 - 5.1摄像头的选择 - 28 - 5.2摄像头的固定和调整 - 28 - 5.3监视器 - 29 - 5.4照明装置 - 29 - 5.5灰尘收集装置 - 30 - 第六章 结束语 - 31 - 参 考 文 献 - 33 - 谢 辞 - 34 - 前 言,中央空调的污染物,空调清洗行业正在悄悄兴起。而国内市场上尚无管道清洁机器人产品,本文设计的中央空调管道清洁机器人系统结构简单，自动化程度高,适用范围广，成本较低,对促进我国中央空调管道清洗行业的发展、改善室内空气质量、提高生活和健康水平等具有积极的意义。 1.2机器人的发展现状及趋势 工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43% 1.2.1国内领先水平的管道清洁机器人 图1-1中央空调管道清洁机器人 技术参数规格：380×260×180mm(长.宽.高)重量：11.5kg工作电压：36v行走速度：800mm/min——9800mm/min 无极变速爬坡能力：不小于40度越障碍能力：不小于45mm垃圾铲负重：2kg照明：高亮度LED立体清扫能力：长摆臂水平摆动有效宽度达1250mm，垂直摆动有效高度为1000mm，短摆臂水平摆动有效宽度达800mm，垂直摆动有效高度为800mm特点： 采用双滚刷结构在摆臂与风管侧壁形成夹角时，保证将管道角部彻底清洗干净（采用与管道垂直相切角度旋转毛刷的机构是不可能将角部清洗干净的）。摆臂可以实现水平和垂直摆动分别控制（速度为较适宜的往返10次/每分钟），可同步运动，亦可停在摆臂行程当中的任意位置，以适应矩形风管和圆形风管的不同操作要求，实现真正的立体清扫。 由软轴机提供的强大动力（550瓦）既保证了毛刷大扭矩、高转速的工作要求，毛刷旋转方向亦可随时调整（清扫管道底面时毛刷可将较大的颗粒粉尘抽扫到前方，提高了清洗洁净度）。 摄像机云台置于车体后部，广角镜头可全视角观察到一米处毛刷在最大摆动位置的工作状态（视角1.5米），同时履带行走机构也始终在视线内，方便确定机器人工作位置，清扫过程一览无余。 滚刷尺寸直径较大，厚度较小，只要车体能通过就能进行清洗工作，不会发生毛刷与风管由于尺寸原因卡住的情况，清洗高度在250mm至600mm的管道时摆臂只需水平摆动即可，一次行走就可完成方形或矩形管道的高效清洗。 为防